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铝合金风扇机匣熔模铸造的改进

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发表于 2020-4-3 21:19:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
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某型发动机用风扇机匣,材料为ZL104,该合金为可热处理强化的铝-硅-镁系铸造合金,具有良好的铸造工艺性,力学性能优于ZL101、ZL102等合金,主要适合制造使用温度不超过180℃的中等载荷的飞机与发动机零件。但该合金铸造过程中形成针孔的倾向较大,熔炼工艺比较复杂。原有风扇机匣铸件毛坯采用砂型铸造工艺,存在局部多肉缺陷,毛坯针孔的等级为3~4级(标准要求不超过3级)。

原来采用砂型铸造工艺生产的毛坯,叶型支板及流道加工余量均在2mm以上,加工过程中出现气孔、针孔及多肉等缺陷,且这些缺陷均在加工至将近成品才发现,毛坯报废率较高。

(1)解决针孔超标问题风扇机匣毛坯荧光无损检测照片如图所示,从中可以看出,存在较严重的针孔缺陷。
铝合金风扇机匣熔模铸造的改进2295-大禹新材料
分析产生针孔的原因主要有以下几点:
1)合金冶炼过程中除气不彻底,导致金属熔液含气量较高。
2)砂型型腔浇注过程发气,从而进入铸件本体。
3)合金在浇注过程中产生紊流,将气体卷入铸件本体。
4)砂铸毛坯由于加工余量较大,壁厚较厚从而影响凝固速率。
采用熔模铸造工艺生产毛坯时,可以避免型腔发气及铸件壁厚较大的缺陷;另外,在设计浇注系统时要充分考虑金属液充型过程流向顺序,最大限度地避免紊流现象,尽量减少空气的卷入;再有,金属液熔炼过程中延长除气时间,采用多次精炼,提高浇注速度,缩短精炼后到金属液凝固的时间。通过几次工艺调整,采用精铸专用白刚玉型壳工艺生产的毛坯表面基本无针孔,全面满足技术条件要求。

(2)解决局部多肉问题采用砂型铸造风扇机匣出现的局部多肉缺陷如下图所示
铝合金风扇机匣熔模铸造的改进4865-大禹新材料

部分多肉直接影响产品的设计功能,需对多肉部位进行补充加工,浪费工时,影响生产效率。通过采用熔模铸造工艺生产的毛坯(见下图)铸造尺寸精度由CT9级提高到C T6级,完全能够满足设计图样的要求,且不需要补充加工,提高了生产效率,同时使零件重量得到有效控制,减少了因多肉造成的超重问题。
铝合金风扇机匣熔模铸造的改进3596-大禹新材料
采用精铸无余量熔模铸造工艺生产的毛坯叶型支板及通道不加工,零件表面保留了铸造形成的致密细晶层,有利于提高零件的疲劳强度。







发表于 2020-4-4 13:05:16 铸造论坛手机版 | 显示全部楼层
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发表于 2020-4-4 13:08:13 铸造论坛手机版 | 显示全部楼层
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发表于 2020-4-4 18:17:25 铸造论坛手机版 | 显示全部楼层
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